論文の概要: Vestigial Gapless Boson Density Wave Emerging between $ν= 1/2$ Fractional Chern Insulator and Finite-Momentum Supersolid
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.07111v1
- Date: Tue, 13 Aug 2024 14:54:20 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-15 15:07:25.862251
- Title: Vestigial Gapless Boson Density Wave Emerging between $ν= 1/2$ Fractional Chern Insulator and Finite-Momentum Supersolid
- Title（参考訳）: $ν=1/2$フラクショナルチャーン絶縁体と有限モーメント超固体の間に生じるベスタジアルギャップレスボソン密度波
- Authors: Hongyu Lu, Han-Qing Wu, Bin-Bin Chen, Zi Yang Meng,
- Abstract要約: 位相的フラットバンド格子モデルを$nu$ = 1/2ハードコアボソンで研究する。
FCIとSSの間に挟まれたSFのない中間ギャップレスCDW状態が見つかった。
ハニカム格子上では、FCI-ソリッドI-ソリッドII遷移の興味深い配列が、どちらの固体も圧縮不能である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.562927989989477
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The roton-triggered charge-density-wave (CDW)is widely studied in fractional quantum Hall (FQH) and fractional Chern insulator (FCI) systems, and there also exist field theoretical and numerical realizations of continuous transition from FCI to superfluid (SF). However, the theory and numerical explorations of the transition between FCI and supersolid (SS) are still lacking. In this work, we study the topological flat-band lattice models with $\nu$ = 1/2 hard-core bosons, where the previous studies have discovered the existence of FCI states and possible direct FCI-SS transitions. While the FCI is robust, we find the direct FCI-SS transition is absent, and there exist more intriguing scenarios. In the case of checkerboard lattice, we find an intermediate gapless CDW state without SF, sandwiched between FCI and SS. This novel state is triggered by the roton instability in FCI and it further continuously brings about the intertwined finite-momentum SF fluctuation when the CDW order is strong enough, eventually transiting into an unconventional finite-momentum SS state. The intermediate gapless CDW state is a vestige from the SS state, since the increasing quantum fluctuation melts only the Larkin-Ovchinnikov-type SF order in SS but its (secondary) product -- the CDW order -- survives. On honeycomb lattice, we find no evidence of SS, but discover an interesting sequence of FCI-Solid I-Solid II transitions, with both solids incompressible. Moreover, in contrast to previous single-roton condensation, this sequence of FCI-Solid I-Solid II transitions is triggered by the softening of multi-roton modes in FCI. Considering the intertwined wave vectors of the CDW orders, Solid I is a vestige of Solid II. Our work provides new horizon not only for the quantum phase transitions in FCI but also for the intertwined orders and gapless states in bosonic systems, which will inspire future studies.
- Abstract（参考訳）: ロートントリガード電荷密度波(CDW)は、分数量子ホール(FQH)と分数チャーン絶縁体(FCI)システムで広く研究されており、FCIから超流動(SF)への連続的な遷移の場の理論的および数値的実現も存在する。
しかし、FCIと超固体(SS)の遷移の理論と数値的な探索はいまだに欠如している。
本研究では, FCI状態の存在と直接FCI-SS遷移の可能性を明らかにするため, $\nu$ = 1/2ハードコアボソンを用いた位相的フラットバンド格子モデルについて検討する。
FCIは堅牢だが、直接的なFCI-SS移行は欠落しており、さらに興味深いシナリオがある。
チェッカーボード格子の場合,SFのない中間ギャップレスCDW状態がFCIとSSの間に挟まれている。
この新しい状態は、FCIのロトン不安定性によって引き起こされ、CDW位が十分に強いときに間絡した有限運動量 SF の揺らぎを連続的に引き起こし、最終的には従来の有限運動量 SS 状態に遷移する。
中間の隙間のないCDW状態は、SS状態からの恩恵であり、増大する量子揺らぎはラーキン・オヴチニコフ型SF秩序のみを解き、その(二次的な)積であるCDW秩序は生き残る。
ハニカム格子上では、SSの証拠は見つからないが、FCI-ソリッドI-ソリッドII遷移の興味深い配列は、どちらの固体も圧縮不能である。
さらに、以前のシングルトン凝縮とは対照的に、このFCI-ソリッドI-ソリッドII遷移はFCIにおけるマルチトンモードの軟化によって引き起こされる。
CDW順序の絡み合った波動ベクトルを考えると、Solid IはSolid IIの前兆である。
我々の研究は、FCIの量子相転移だけでなく、ボソニック系の中間秩序や隙間のない状態にも新たな地平線を与え、将来の研究を刺激する。
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